论文部分内容阅读
[摘要]本文以某典型仓储式商场为例，通过经验公式计算了两种场景下建筑内各层的人员疏散时间，并分析了影响该建筑某层人员安全疏散的因素，及建筑各层人员进行疏散时相互影响的规律，对该类超市进行人员疏散设计具有一定的指导意义。
[关键词]人员疏散；仓储式商场；评估
近年来，随着零售行业的快速发展，为了满足人民群众多方面的需要，许多城市纷纷新建、改建了体积大，功能多，装饰豪华的大型仓储式超市。仓储式超市就是集高架仓库和大型购物商场于一体的大型超市，这类超市在建筑上一般多采用单层或多层（一般不超过四层），高空间、大跨度、框架式结构，占地面积较大，超市经营范围较广，商品种类繁多，一般都有几万甚至几十万种商品[1]。由于是开架售货，货架与货架、货架与柜台之间的间距都比较小，一旦发生火灾，极易在各货架间蔓延。商场内空调、照明、装饰等电器设备多,用电量大，电气火灾隐患尤为突出[2]，而且多数是全空调式建筑，人员流动量大[3]，且整个商场在营业期间人员密度较大，购物高峰期能达到几千人。为了方便顾客购物，货架往往都大量成组、成排布置，且在购物通道上方多悬挂各式各样的宣传广告，在超市中停留少许时间，便易让人觉得晕头转向。由于商场日常管理的疏忽，经常能见到疏散指示标志被遮挡，安全出口被杂物堵塞，疏散通道被占用等。发生火灾时,购物人群容易产生恐慌和骚乱情绪,主要表现为夺路而逃,相互挤压,相互践踏,不仅会带来财产的重大损失，亦会导致群死群伤恶性事故的发生。
1 超市情况简介
某建筑占地面积10260 m2，建筑面积为42092 m2，层数为地上6层，地下1层，建筑高度为24 m，结构为钢筋混凝土结构，耐火等级二级，该建筑沿街道部分长度为194.59 m。其中建筑首层5000 m2为百货业态， 4楼6000 m2为数码电子广场；5楼6000 m2为美食娱乐广场。拥有200余个广场停车位，是集购物、餐饮、娱乐于一体的多元化大型购物场所。该建筑是由以往的传统的商场转型过来，商场业主按需要将大型的仓储式超市布置在该建筑第二、三层，其总面积为12000 m2。该建筑由于建成时期较早，建筑的沿街部分只设有两部用于连通首层至三层的扶梯，而连通一至六层的疏散楼梯间主要集中在建筑后部，由疏散楼梯间疏散出来的人群直接进入建筑后部环形消防车道，人员再经由环形消防车道疏散至外部主干道路，该仓储式商场所处位置及疏散方式较为典型。
2 仓储式超市人员疏散安全评估
2.1人员疏散时间的计算方法
对于建筑物中人员疏散时间的计算目前得采用得较多的经验公式有：
加拿大的Paul提出的经验公式[4]
=0.206 0.27 (1)
其中 是每m有效宽度楼梯所能通过的人流量, 是每m有效宽度楼梯要疏散的人数。 对于多层建筑疏散时间,Paul给出了如下公式：
式中： 是第 ( 从第1到第 )层以上人员疏散下来的最短时间; 为第 层的人数; 单位宽度楼梯通过的流量; 是从( )层到 层的楼梯宽度; 是在不受拥挤情况下的人员下降一层所需的时间，一般取16s。
Togawa 推导的疏散时间近似计算公式[6]
其中， 是报警时间，即人员通过自己的视觉、听觉等发觉火灾的时间或报警探测器发现火灾的时间； 是疏散开始前的时间，即通过警报发觉火灾以后，人员进行疏散准备所需要的时间， 是人员从行动开始到完毕所用的时间。
2.2 仓储式超市人员疏散时间计算
建筑后部设疏散楼梯间2个，每个楼梯间内设置疏散楼梯3部，共开设安全出口5个。针对本实例，我们采用公式（7）进行计算 ，并将 分为两部分，第一部分为由房间最远处疏散至安全出口处的时间，第二部分为由安全出口疏散至疏散楼梯间出口的时间，若建筑内人员密度较大，而安全出口处宽度不够，则疏散时间就还应当包括排队等候通行的时间。即
(7)
式中， 为商场中离安全出口最远点到出口的距离； 为人在火场中的行走速度； 为商场中最远处人员到达出口处时，出口处滞留的人数； 为安全出口处的有效宽度， 为安全出口处的通行系数。进行计算过程中，我们假设疏散楼梯间与楼梯间走道内的通行系数相同，均设为1.3人/m?s,针对仓储式商场这种类型的特殊建筑形式和经营方式，国内缺少相关统计数据，在这里我们根据现场采集的数据，将首层商场的人口密度最大设置为0.5人/m2 ,2层及3层超市人口最大密度设置为0.7人/ m2，人在楼梯间内的速度为每4秒下降1米，计算所有疏散楼梯均能正常工作及其中有一部疏散楼梯不能正常工作两种场景下的人员疏散时间，分析2层及3层人员参与疏散时对首层人员疏散时间产生的影响。计算结果见表1至表4:
在二楼与三楼的人员不参与疏散计算时，根据式（7）算得首层人员的疏散时间为82 s。由以上几个表中数据可以看出，当位于的二层人员参与疏散计算时，首层人员的疏散时间增加了近一倍；当所有的疏散楼梯均正常工作时，位于三层的人员参与疏散计算仅使二层的人员疏散时间增加了133s，对首层人员的疏散时间不产生影响；当建筑有一部疏散楼梯被堵塞的情景下，首层人员的疏散时间相对于所有的疏散楼梯均正常的情景下增加了53 s，而二层人员的疏散时间相对于所有的疏散楼梯均正常的情景下增加了100 s，三层人员的疏散时间相对于所有的疏散楼梯均正常的情景下增加了99 s。在建筑首层发生火灾时，若疏散楼梯间水平走道的宽度不够，由建筑二层及三层疏散楼梯间疏散下来的人员必然会与在建筑内通过水平走道行走的人员相冲突，导致在人员的交汇处产生拥堵现象，并且同时地增加了各层人员疏散时间。交汇人员在图1中虚线处产生拥堵。
在进行性能化设计的过程中，往往会使用区域模拟及场模拟软件如FDS、CFAST等对建筑内部某层火灾发展情况进行模拟，并得到危险来临时间，此时间与建筑内该层人员疏散所用时间进行比较，以评估人员是否能够安全疏散，即: 式中 -疏散时间（或以 表示），即建筑中人员从疏散开始至全部人员疏散到安全区域所需要的时间；
-危险来临时间（或以 表示），即从火灾开始至火灾发展到对人构成危险所需的时间。
若(8)式成立则人员能安全疏散，反之则不能。在评估建筑某层人员疏散的过程中，不能忽视建筑其它层人员疏散对该层人员疏散时所产生的影响，对该层人员的疏散情况孤立地进行计算以其时间作为 。建筑层数不多的情况下，应对整个建筑人员疏散情况进行综合分析，以确定所需层人员疏散时间。
3 结论
由仓储式商场自身的特点可知，其人口集中，火灾危险性大，且一旦发生火灾，极易在整个空间内蔓延。本文通过对某仓储式超市三层人员疏散时间的计算，得出以下结论：
（1） 建筑某层人员的疏散时间仅受到相邻层建筑人员的影响，而由其它层人员疏散对该层人员疏散影响较小。首层人员的疏散则仅受到二层人员疏散的影响，而不会受三层及以上人员疏散的影响。
（2） 建筑中某部疏散楼梯被堵塞时，将会同时增加各层人员的疏散时间，且对首层人员疏散的影响要远小于上部楼层。
（3） 进行性能化设计的过程中，在计算分析某层人员的疏散时间时，应当综合考虑与该层相邻层人员的疏散对该层人员造成的影响，将得到的值作为计算层人员疏散的疏散时间，与疏散判据进行比较，从而真实地反映出处于该建筑中计算层人员是否安全。
参考文献：
[1] 杨光.大型仓储式超市水灾危险性及人员安全疏散分析[J].工业安全与环保,2006,32（1）:49～51.
[2] 李伟民. 浅谈大型仓储式超市建筑防火设计与消防管理[J].消防科学与技术，2003，2（4）：334～336.
[3] 龚晖.浅谈大型仓储式超市的消防安全[J].消防科学与技术，2002，7（4）：57-58.
[4] Paul J L. Calculating evacuation time for tall buildings[J]. Fire Safety Journal,1987(12):237～245.
[5] Melinek S J, Booth S. An analysis of evacuation times and the movement of crowds in buildings, Building Research Establishment[R], Fire Research Station, Borehamwood,1975.
[6] Togawa K. Study of fire escapes basing on the observation of multitude current[R].Report No.14, Building Research Institute, Ministry of Construction, Tokyo,1995.
[关键词]人员疏散；仓储式商场；评估
近年来，随着零售行业的快速发展，为了满足人民群众多方面的需要，许多城市纷纷新建、改建了体积大，功能多，装饰豪华的大型仓储式超市。仓储式超市就是集高架仓库和大型购物商场于一体的大型超市，这类超市在建筑上一般多采用单层或多层（一般不超过四层），高空间、大跨度、框架式结构，占地面积较大，超市经营范围较广，商品种类繁多，一般都有几万甚至几十万种商品[1]。由于是开架售货，货架与货架、货架与柜台之间的间距都比较小，一旦发生火灾，极易在各货架间蔓延。商场内空调、照明、装饰等电器设备多,用电量大，电气火灾隐患尤为突出[2]，而且多数是全空调式建筑，人员流动量大[3]，且整个商场在营业期间人员密度较大，购物高峰期能达到几千人。为了方便顾客购物，货架往往都大量成组、成排布置，且在购物通道上方多悬挂各式各样的宣传广告，在超市中停留少许时间，便易让人觉得晕头转向。由于商场日常管理的疏忽，经常能见到疏散指示标志被遮挡，安全出口被杂物堵塞，疏散通道被占用等。发生火灾时,购物人群容易产生恐慌和骚乱情绪,主要表现为夺路而逃,相互挤压,相互践踏,不仅会带来财产的重大损失，亦会导致群死群伤恶性事故的发生。
1 超市情况简介
某建筑占地面积10260 m2，建筑面积为42092 m2，层数为地上6层，地下1层，建筑高度为24 m，结构为钢筋混凝土结构，耐火等级二级，该建筑沿街道部分长度为194.59 m。其中建筑首层5000 m2为百货业态， 4楼6000 m2为数码电子广场；5楼6000 m2为美食娱乐广场。拥有200余个广场停车位，是集购物、餐饮、娱乐于一体的多元化大型购物场所。该建筑是由以往的传统的商场转型过来，商场业主按需要将大型的仓储式超市布置在该建筑第二、三层，其总面积为12000 m2。该建筑由于建成时期较早，建筑的沿街部分只设有两部用于连通首层至三层的扶梯，而连通一至六层的疏散楼梯间主要集中在建筑后部，由疏散楼梯间疏散出来的人群直接进入建筑后部环形消防车道，人员再经由环形消防车道疏散至外部主干道路，该仓储式商场所处位置及疏散方式较为典型。
2 仓储式超市人员疏散安全评估
2.1人员疏散时间的计算方法
对于建筑物中人员疏散时间的计算目前得采用得较多的经验公式有：
加拿大的Paul提出的经验公式[4]
=0.206 0.27 (1)
其中 是每m有效宽度楼梯所能通过的人流量, 是每m有效宽度楼梯要疏散的人数。 对于多层建筑疏散时间,Paul给出了如下公式：
式中： 是第 ( 从第1到第 )层以上人员疏散下来的最短时间; 为第 层的人数; 单位宽度楼梯通过的流量; 是从( )层到 层的楼梯宽度; 是在不受拥挤情况下的人员下降一层所需的时间，一般取16s。
Togawa 推导的疏散时间近似计算公式[6]
其中， 是报警时间，即人员通过自己的视觉、听觉等发觉火灾的时间或报警探测器发现火灾的时间； 是疏散开始前的时间，即通过警报发觉火灾以后，人员进行疏散准备所需要的时间， 是人员从行动开始到完毕所用的时间。
2.2 仓储式超市人员疏散时间计算
建筑后部设疏散楼梯间2个，每个楼梯间内设置疏散楼梯3部，共开设安全出口5个。针对本实例，我们采用公式（7）进行计算 ，并将 分为两部分，第一部分为由房间最远处疏散至安全出口处的时间，第二部分为由安全出口疏散至疏散楼梯间出口的时间，若建筑内人员密度较大，而安全出口处宽度不够，则疏散时间就还应当包括排队等候通行的时间。即
(7)
式中， 为商场中离安全出口最远点到出口的距离； 为人在火场中的行走速度； 为商场中最远处人员到达出口处时，出口处滞留的人数； 为安全出口处的有效宽度， 为安全出口处的通行系数。进行计算过程中，我们假设疏散楼梯间与楼梯间走道内的通行系数相同，均设为1.3人/m?s,针对仓储式商场这种类型的特殊建筑形式和经营方式，国内缺少相关统计数据，在这里我们根据现场采集的数据，将首层商场的人口密度最大设置为0.5人/m2 ,2层及3层超市人口最大密度设置为0.7人/ m2，人在楼梯间内的速度为每4秒下降1米，计算所有疏散楼梯均能正常工作及其中有一部疏散楼梯不能正常工作两种场景下的人员疏散时间，分析2层及3层人员参与疏散时对首层人员疏散时间产生的影响。计算结果见表1至表4:
在二楼与三楼的人员不参与疏散计算时，根据式（7）算得首层人员的疏散时间为82 s。由以上几个表中数据可以看出，当位于的二层人员参与疏散计算时，首层人员的疏散时间增加了近一倍；当所有的疏散楼梯均正常工作时，位于三层的人员参与疏散计算仅使二层的人员疏散时间增加了133s，对首层人员的疏散时间不产生影响；当建筑有一部疏散楼梯被堵塞的情景下，首层人员的疏散时间相对于所有的疏散楼梯均正常的情景下增加了53 s，而二层人员的疏散时间相对于所有的疏散楼梯均正常的情景下增加了100 s，三层人员的疏散时间相对于所有的疏散楼梯均正常的情景下增加了99 s。在建筑首层发生火灾时，若疏散楼梯间水平走道的宽度不够，由建筑二层及三层疏散楼梯间疏散下来的人员必然会与在建筑内通过水平走道行走的人员相冲突，导致在人员的交汇处产生拥堵现象，并且同时地增加了各层人员疏散时间。交汇人员在图1中虚线处产生拥堵。
在进行性能化设计的过程中，往往会使用区域模拟及场模拟软件如FDS、CFAST等对建筑内部某层火灾发展情况进行模拟，并得到危险来临时间，此时间与建筑内该层人员疏散所用时间进行比较，以评估人员是否能够安全疏散，即: 式中 -疏散时间（或以 表示），即建筑中人员从疏散开始至全部人员疏散到安全区域所需要的时间；
-危险来临时间（或以 表示），即从火灾开始至火灾发展到对人构成危险所需的时间。
若(8)式成立则人员能安全疏散，反之则不能。在评估建筑某层人员疏散的过程中，不能忽视建筑其它层人员疏散对该层人员疏散时所产生的影响，对该层人员的疏散情况孤立地进行计算以其时间作为 。建筑层数不多的情况下，应对整个建筑人员疏散情况进行综合分析，以确定所需层人员疏散时间。
3 结论
由仓储式商场自身的特点可知，其人口集中，火灾危险性大，且一旦发生火灾，极易在整个空间内蔓延。本文通过对某仓储式超市三层人员疏散时间的计算，得出以下结论：
（1） 建筑某层人员的疏散时间仅受到相邻层建筑人员的影响，而由其它层人员疏散对该层人员疏散影响较小。首层人员的疏散则仅受到二层人员疏散的影响，而不会受三层及以上人员疏散的影响。
（2） 建筑中某部疏散楼梯被堵塞时，将会同时增加各层人员的疏散时间，且对首层人员疏散的影响要远小于上部楼层。
（3） 进行性能化设计的过程中，在计算分析某层人员的疏散时间时，应当综合考虑与该层相邻层人员的疏散对该层人员造成的影响，将得到的值作为计算层人员疏散的疏散时间，与疏散判据进行比较，从而真实地反映出处于该建筑中计算层人员是否安全。
参考文献：
[1] 杨光.大型仓储式超市水灾危险性及人员安全疏散分析[J].工业安全与环保,2006,32（1）:49～51.
[2] 李伟民. 浅谈大型仓储式超市建筑防火设计与消防管理[J].消防科学与技术，2003，2（4）：334～336.
[3] 龚晖.浅谈大型仓储式超市的消防安全[J].消防科学与技术，2002，7（4）：57-58.
[4] Paul J L. Calculating evacuation time for tall buildings[J]. Fire Safety Journal,1987(12):237～245.
[5] Melinek S J, Booth S. An analysis of evacuation times and the movement of crowds in buildings, Building Research Establishment[R], Fire Research Station, Borehamwood,1975.
[6] Togawa K. Study of fire escapes basing on the observation of multitude current[R].Report No.14, Building Research Institute, Ministry of Construction, Tokyo,1995.